CH23 : Les montages redresseurs commandés

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1 BTS électrotechnique 1 ère année - Sciences physiques appliquées CH3 : Les montages redresseurs commandés Enjeu : En faible et moyenne puissance, les redresseurs commandés à thyristor sont en voie d'obsolescence et sont avantageusement remplacés par la mise en cascade d'un redresseur non commandé et d'un convertisseur continu-continu. Cependant ils sont encore utilisés en forte puissance lorsqu'il est nécessaire de faire varier les grandeurs électriques en sortie. Problématique : Quelles sont les différents montages redresseurs commandés les plus répandus? Objectifs : l issue de la leçon, l étudiant doit : 3.1 Savoir déterminer les intervalles de conduction pour en déduire les formes d ondes des tensions et des courants 3. Savoir calculer la valeur moyenne de la tension de sortie la relation étant donnée 3.3 Savoir calculer le facteur de puissance à l entrée du montage dans l hypothèse du courant de charge constant. 1. Quels sont les deux types de montages redresseurs commandés à commutation double? Les structures des redresseurs commandés sont identiques à celles des redresseurs à diodes : les diodes sont simplement remplacées par des thyristors. eux cas se présentent : toutes les diodes d un montage Pq sont remplacées par des thyristors, il s agit alors d un pont tout thyristor. seules les diodes d une cellule de commutation d un montage sont remplacées par des thyristors (souvent la cellule à cathode commune), il s agit alors d un pont mixte. Les propriétés de ces deux types de circuits sont très différentes, et feront l objet de deux études distinctes. ans les deux cas, chaque thyristor commute avec un retard angulaire à l amorçage θ.. Quelle est la forme de la tension redressée par un P tout thyristor? u C θ Π+θ TH' 1 TH'

2 3. Quelle est la forme de la tension redressée par un P3 tout thyristor? TH 3 v u c v 3 TH' 1 TH' TH' 3 Exemple pour θ=π/6 :

3 4. Que valent les valeurs moyennes des tensions redressées pour ces montages en pont tout thyristor? On montre que la valeur moyenne de la tension redressée vaut en fonction de la valeur moyenne du montage à diode correspondant (on pose < u c > diodes = U 0 ): Pour le P : < u c >= V cosθ Pour le P3 : < u c >= 3U cosθ Conséquence : La valeur moyenne de la tension redressée est fonction du retard θ. La courbe représentative de ses variations est donnée cicontre. Elle montre que le montage est réversible en tension. Pour 0 < θ < π, La puissance active reçue par la charge est positive, le convertisseur fonctionne en redresseur. π π < u c >= U 0 cos θ < u c > Pour π < θ < π, La puissance active reçue par la charge est négative (la charge fonctionne en générateur), le convertisseur fonctionne en onduleur. Les commutations des thyristors sont toujours assurées par les tensions du réseau, cet onduleur ne peut donc pas fonctionner de façon autonome : c est pourquoi on parle «d onduleur assisté» Remarque : Si le dipôle côté continu ne permet pas le fonctionnement en générateur, les thyristors du pont restent bloqués. 5. Quelle est la forme de la tension redressée par un P mixte? u C θ Π+θ 1

4 6. Quelle est la forme de la tension redressée par un P3 mixte? TH 3 v u c v Exemple pour θ=π/6 :

5 7. Que valent les valeurs moyennes des tensions redressées pour ces montages en pont mixte? On montre que la valeur moyenne de la tension redressée vaut en fonction de la valeur moyenne du montage à diode correspondant (on pose < u c > diodes = U 0 ): < u c >= U cos θ Pour le P : < u c >= V (1 + cosθ) π Pour le P3 : < u c >= 3U (1 + cos θ) π Conséquence : La valeur moyenne de la tension redressée est fonction du retard θ. La courbe représentative de ses variations est donnée cicontre. < u c > Elle montre que le montage n est pas réversible en tension. Un pont redresseur mixte fonctionne toujours en redresseur, jamais en onduleur.